Uma nova metodologia de ensino da primeira e segunda Leis de Newton para o ensino fundamental e médio

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## UMA NOVA METODOLOGIA DE ENSINO DA PRIMEIRA E SEGUNDA LEIS DE NEWTON PARA O ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO

E. F. Dias [eli.fernanda@ig.com.br] a

H. A. K. Sato [harleysato@terra.com.br] a

P. R. C. Lopes [corain.Lopes@uol.com.br] a

Z. Carvalheiro [zulmira52@uol.com .br] a

E. R. Vitale [estervitale@uol.com.br] b

R. N. dos Santos [Rosana@pucsp.br] b

a Alunos do Programa Geral de Licenciatura em Física - Centro de Educação- PUC/SP b Departamento de Física - FMFT - CCET - PUC/SP

## RESUMO

O conhecimento de Física na escola fundamental e média ganhou um novo sentido a partir das diretrizes apresentadas nos PCN. A Física deve apresentar-se como um conjunto de competências que permitam aos alunos perceber e lidar com os fenômenos naturais e tecnológicos presentes tanto no c otidiano imediato quanto na compreensão do universo distante a partir de princípios, leis e modelos por ela construídos. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta o estudo das Leis de Newton através de competências que permitam trabalhar com referenciais e movimentos. Estudar movimentos requer identificá-los, classificá-los e, principalmente, associá-los as causas que lhes dão origem. Desta forma as Leis de Newton sendo colocadas como casos particulares do estudo de movimentos, ou da conservação da quantidade de movimento, abre espaço para uma compreensão mais ampla das interações reais, onde o tempo de interação entre os corpos tem um papel preponderante. A proposta desenvolve o assunto através da seguinte metodologia; 1 - apresentação do contexto histórico de referenciais e movimento; 2 -aplicação de um instrumento de pesquisa base com questões relacionadas a exemplos práticos cotidianos; abordagem dos conceitos sobre referencial seguido de um trecho do filme Armagedon com posterior debate; 3 - apresentação da primeira e segunda Leis de Newton a partir de atividades experimentais construídas pelos alunos que enfoquem referenciais e denotem a particularidade das Leis de Newton no estudo da conservação da quantidade de movimento dos corpos; 4 - aplicação do instrumento anterior para análise e comparação dos resultados obtidos utilizando a metodologia descrita. A proposta aplicada em alunos da escola média mostrou a importância de se trabalhar a Física em espaços de discussão coletivos onde exemplos vivenciados pelos alunos ampliam a possibilidade de interpretações e aprofundamento dos seus conhecimentos.

PALAVRAS CHAVES : Primeira Lei de Newton, Segunda Lei de Newton, Parâmetros Curriculares Nacionais.

## INTRODUÇÃO

A maioria dos antigos sábios gregos, dentre eles o famoso Aristóteles, sustentava que o estado natural dos corpos era o repouso. Para que eles saíssem desse estado, era necessária a ação de uma força, e quando esta força deixava de agir, o movimento terminava e os corpos voltavam, imediatamente, a seu estado natural - o repouso.

A influência deste raciocínio foi tão grande que até hoje muitas pessoas pensam desse modo, não conseguindo compreender as Leis de Newton. Portanto, vamos tratar nesse trabalho das causas que podem modificar o movimento de um corpo, através do estudo da primeira e segunda Leis de Newton.

Descrever, medir e estudar seus efeitos é bastante importante, não somente em vários ramos da Física, mas também permite uma melhor compreensão dos fenômenos que nos rodeiam. Para tanto, vamos utilizar nossas experiências diárias para melhor analisarmos estes conceitos.

## DESCRIÇÃO DO TRABALHO DESENVOLVIDO

Os alunos que elaboraram este trabalho estão cursando a disciplina Prática de Ensino da Física no curso de Licenciatura da PUC-SP. A idéia inicial era a de abordar as Leis de Newton de forma menos densa e complicada à compreensão do aluno. Em geral, as dificuldades encontradas são relativas a formulações matemáticas que no primeiro ano do ensino médio não são sedimentadas pelo aluno.

Pensou-se em trabalhar as Leis de Newton tendo como ponto principal o conceito de referencial e também, com exemplos de situações do cotidiano do aluno para tornar o assunto possível de ser absorvido, num primeiro momento.

A metodologia empregada, baseada nos PCN, envolveu a elaboração de um instrumento de pesquisa que pudesse identificar intuitivamente o que era conhecido pelos alunos a respeito de referenciais e movimento relativo aos corpos. Posteriormente, foram utilizados filmes e experiências, construídas pelos alunos, para que a base conceitual das duas primeiras Leis de Newton pudesse ser discutida e analisada.

As experiências propostas empregaram materiais de baixo custo e de fácil construção e, foram baseadas em montagens clássicas encontradas em laboratórios de ensino e pesquisa, utilizados por alunos do curso de Bacharelado em Física.

As duas primeiras experiências trabalham com o conceito de repouso e inércia com relação a um referencial definido. Em ambas é feita uma análise do movimento de corpos sujeitos a ação de forças cuja resultante é nula. Na primeira delas, a participação dos alunos é fundamental uma vez que cada um deles representa, num determinado instante, a posição do corpo em M.R.U. Na outra, as Leis de Newton são apresentadas como casos particulares do princípio de conservação do momento linear de dois corpos empilhados de mesma massa e densidade.

As demais experiências utilizam corpos suspensos, presos a dinamômetros. Em uma delas, o corpo é elevado utilizando um motor c om velocidade de rotação constante e na outra a velocidade do motor é variável, trabalhando com a aplicação de forças cuja resultante é nula e não nula, em movimentos verticais.

A partir das experiências os dados obtidos foram trabalhados em gráficos e formulações matemáticas de modo a complementar os conceitos relativos às Leis de Newton.

Os trechos do filme foram escolhidos de forma a salientar a utilização dessas leis em tecnologias atuais, mostrando ao aluno a importância da Mecânica Newtoniana no ambiente em que vivem.

Na etapa final o mesmo instrumento de pesquisa é aplicado com o intuito de verificar o aprendizado do aluno com a metodologia proposta que utiliza a idéia de que a Física, para ser compreendida, precisa ser absorvida e sistematizada em exemplos do cotidiano.

Também é prevista a utilização de conceitos envolvendo a História da Ciência com o objetivo de introduzir as Leis de Newton no contexto sócio, político e cultural da época em que foram criadas.

## RESULTADOS OBTIDOS

Esta proposta metodológica foi aplicada em alunos do ensino médio de escolas publicas e particulares, como por exemplo, a Escola Estadual Antonio Firmino de Proença e o Liceu Coração de Jesus.

Os resultados mostraram que o aproveitamento dos alunos na compreensão das Leis de Newton foi superior aos demais em que o tópico foi tratado de maneira convencional. O mesmo instrumento de pesquisa foi utilizado em ambientes tradicionais e outro onde o assunto foi desenvolvido da forma descrita.

- O interesse dos alunos foi evidenciado a partir de uma participação interativa nas experiências e na discussão do filme apresentado mostrando que um ambiente coletivo de discussão e construção de material didático contribui, de forma significativa, no aprendizado do aluno.

## CONSIDERAÇÕES/CONCLUSÕES

O trabalho elaborado dentro da nova metodologia proposta permite:

- · Apresentar aos alunos do ensino médio as Leis de Newton de uma forma menos complicada ;
- · Montar experimentos, construir equipamentos com materiais de baixo custo disponível no mercado;
- · Interpretar os resultados buscando a possibilidade de utilizar gráficos e formulações matemáticas como linguagens que solidificam os conceitos estudados;
- · Estabelecer relações e exemplificá-las;

- · Contextualizar o desenvolvimento do pensamento científico com base em tópicos relacionados à História da Ciência;
- · Desenvolver o espírito crítico e a busca de soluções para questões reais, relacionando os conceitos desenvolvidos com o cotidiano;

## REFERÊNCIAS

Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Secretaria de Educação Média e Tecnológica Brasília - MEC; SEMTEC, 2003, 144p.

PCN + Ensino Médio. Orientações Educacionais Complementares. Brasília -MEC; SEMTEC, 2002, 324p.

Keller, F. J.; Gettys, W. E.; Skove, M. J. - Física - vol. 1. São P aulo, Makron Books do Brasil editora Ltda, 1999, 605p.